doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2013.03.024

收稿日期：2012-11-16

作者簡介：汪演強（1955-），男，廣東石油化工學院建筑工程學院工程師，主要從事巖土工程勘察及工程地質學研究，（E-mail）790302292@qq.com。

摘要：工程地質學在土木工程專業(yè)中具有至關重要的學科地位。針對目前工程地質學課程存在的主要問題，對工程地質學課程建設及教學方法提出切實可行的改革措施。全方位培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力和工程意識，培養(yǎng)具有較高素質的高級技術人才。

關鍵詞：工程地質學；土木工程專業(yè)； 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）03-0091-04 一、 工程地質學的學科地位

土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案提出的培養(yǎng)目標是：畢業(yè)生能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎、地下建筑、道路、橋梁等設計、研究、施工、教育、管理、投資開發(fā)部門從事技術或管理工作。工程地質學是土木工程專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課，一方面為土力學與基礎工程學等專業(yè)課程的學習奠定基礎，另一方面擔負著與工程地質勘察有關的應用地質學基礎理論知識學習及實踐實習的重要任務，培養(yǎng)學生的實踐能力及創(chuàng)新精神。工程地質學通過巖土工程勘察為工程建設服務。在工程建設中首先要查明建設地區(qū)或建筑場地的工程地質條件，分析、預測和評價可能存在和發(fā)生的工程地質問題，及其對建筑物和地質環(huán)境的影響和危害，提出防治不良地質作用的措施?？梢姳仨氁性鷮嵉墓こ痰刭|學知識才能在實際工程建設中完成工程地質勘察任務。

工程地質問題，是涉及生命和財產(chǎn)安全的大問題，稍有疏忽即可釀成大禍。西安建筑科技大學舊圖書館、鐵一局幼兒園教學樓以及西安化工六院某家屬樓等，都是由于建筑場地地質條件沒勘察清楚，剛好建在地裂縫上而遭到破壞。1976年7月28日唐山7.8級大地震，造成65萬多間房屋坍塌，24萬多人死亡，主要是建筑結構防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌，原唐山礦冶學院的圖書館樓因地基液化下陷了一層半。委內(nèi)瑞拉曾發(fā)生6.4級地震，致使樓房地基土液化下陷（圖1），也屬于地基處理方案不合理造成的工程地質問題。2009年6月27日上海“倒樓”工程事故， 13層樓房（7號樓）整體倒覆（圖2），事故原因是施工方將樓房南側開挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在樓北側，高度達10 m左右，加上雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn)，致使基礎樁折斷樓房失去支撐而倒覆。該工程事故屬人工改變地質環(huán)境及雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn)的工程地質問題。從以上工程事故案例可以看出，天災固然不可抗拒，但人禍可以避免，這就要求土木工程師熟練掌握工程地質學知識?？梢姽こ痰刭|學課程設置，在土木工程建設中具有舉足輕重的學科地位。

圖1 地基土液化樓房下陷

圖2 上海倒樓事故現(xiàn)場

二、工程地質學課程存在的主要問題

據(jù)調查了解及結合學院的實際情況，目前土木工程專業(yè)工程地質學教學在師資、實踐教學方面存在許多問題[1]，而最突出的問題主要有以下兩方面。

首先是課程授課學時少。土木工程專業(yè)工程地質學為30學時，實際授課課時為26學時。其他多數(shù)院校的課時設置為36學時[2]。而按新專業(yè)設置，工程地質學教學內(nèi)容多，在教學內(nèi)容安排上除了滿足主要的工業(yè)與民用建筑專業(yè)方向外，還要兼顧道路與橋梁工程、巖土工程、地下工程等專業(yè)方向。地質基礎知識是學科基礎，必須牢固掌握，而工程巖土學、水文地質學基礎、工程地質分析及巖土工程勘察是分析和解決工程地質問題的專業(yè)應用部分，這些知識更加重要。課時設置太少，教學深度難以達到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標。

其次，室內(nèi)實驗及野外實習少，個別院校沒有開設實驗實習。 因課時少，在課程設計中往往是首先減少實驗實習，致使實踐教學環(huán)節(jié)薄弱或缺失。同時，非地質院校開設的土木工程專業(yè)，基本上都沒有地質基礎方面的實驗室，如礦物巖石實驗室、地質構造模型室，以及野外地質實習基地。野外地質實習的師資力量也不足，一般非地質院校僅有1～2位工程地質學任課教師，不具備帶領野外實習的條件，所以基本上都沒有開設野外實習。學生在學習中缺少感性認識，紙上談兵使這門實踐性很強的課程教學大打折扣。

三、教學改革措施

基于工程地質學課程目前存在的主要問題及課程設置的重要性，在適當增加教學課時及工程地質實驗實習資金投入的同時，依據(jù)多年教學經(jīng)驗，應從以下兩方面著手改革。

（一）課程建設方面的改革

（1）相關課程的任課教師組成教學科研團隊，開展相關的教學科研活動。由于工程地質學課程教學課時少，所以從事工程地質學教學的教師相對較少，不能形成強大的師資隊伍。但工程地質學、土力學及基礎工程學課程知識相關性較大，可以組成一個教學科研團隊，開展相關的教學科研活動及設計性、綜合性實驗研究。對這些課程中相互交叉、重復的部分內(nèi)容進行協(xié)商調整。如工程地質學中土的工程地質特性，包括土的物質組成、土的物理力學性質、土的分類與分級，以及地下水的徑流狀態(tài)等，在土力學中屬于重點內(nèi)容。房屋建筑工程地質問題及深基坑開挖工程地質問題，在基礎工程學中有較詳細講授。這些內(nèi)容在工程地質學中不宜重復授課。

（2） 充分利用實驗室教學資源。 據(jù)調查了解，許多理工科院校在開辦土木工程專業(yè)的同時，也開設有地理科學類專業(yè)，廣東石油化工學院也開設了這兩個專業(yè)。地理科學類專業(yè)開設的地質學也都需要進行地質基礎實驗。為充分利用實驗室教學資源，節(jié)約實驗室重復建設的資金投入，建議兩個專業(yè)共同建設使用礦物巖石實驗室、地質構造模型室，完善地質基礎實驗教學。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認識、鑒定實驗，增強學生對礦物、巖石的感性認識，開展地質構造模型實驗，使學生理解并掌握地質構造的立體空間展布。

（3）開設巖土工程勘察綜合性實驗。在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標中可見，畢業(yè)生應能在工程勘察部門從事技術及管理工作。因此，在加強巖土工程勘察理論知識講授的同時，有必要開設巖土工程勘察綜合性實驗。把工程地質學、土力學、基礎工程學與工程測量等課程中簡單、分散、獨立的相關實驗統(tǒng)一起來，組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗內(nèi)容包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、采取巖土試樣、鑒定描述、室內(nèi)土工試驗，綜合分析評價，確定土巖層承載力特征值，建議建筑物的基礎持力層及基礎類型，提出與建筑場地、環(huán)境相關的巖土工程綜合治理建議。綜合性實驗旨在把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生的動手能力、綜合運用能力、創(chuàng)新能力。巖土工程勘察綜合性實驗應連續(xù)進行，獨立設置課程，時間具有連續(xù)性，可以培養(yǎng)學生連續(xù)工作的毅力和能力，利于學生提前熟悉就業(yè)環(huán)境，增強工程意識，形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。巖土工程勘察綜合性實驗更貼近土木工程專業(yè)實際，體現(xiàn)大工程觀的教育思想。

（4） 開設工程地質相關的專題講座。 定期開設工程地質相關專題講座，介紹工程地質與工程建設的依附關系，介紹工程建設、巖土工程治理等方面有關工程地質的典型案例和最新研究成果，提高學生對工程地質學的學習興趣和日后工程建設設計施工時對工程地質條件的重視。介紹工程地質的新理論、新技術和新方法，拓寬學生的知識面，開闊視野，使學生更多地了解、接受最新的前沿科技成果，使學生能站在更高、更廣的角度分析問題，為學生將來成為優(yōu)秀的土木工程師打下扎實的基礎。

（二） 教學方法改革

（1）首先要教會學生獲取知識及創(chuàng)新的能力。 大學本科教學的核心并不是讓學生去掌握某一種實驗方法或某一個專業(yè)知識，而是讓學生學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路及方法，培養(yǎng)學生獲取知識及創(chuàng)新的能力[3]，實現(xiàn)青出于藍而勝于藍。根據(jù)專業(yè)特點，掌握地質學“將今論古、以古證今”的思維方式和研究方法，養(yǎng)成從地質演化角度分析工程地質條件的思維習慣。地球的內(nèi)外力地質作用是永不停息的，無時無刻都在按地質演化規(guī)律發(fā)生著變化，特定的建筑工程與場地地質環(huán)境之間是有條件的、動態(tài)的平衡，一旦某一因素的變化超越了平衡極限，平衡被打破，工程地質條件就要發(fā)生變化，甚至危害建設工程，引發(fā)建設工程事故。學會分類、總結、歸納及演繹的邏輯思維方法，將復雜的地質現(xiàn)象（問題）簡單化，將特殊的地質現(xiàn)象（問題）典型化，將一般的地質現(xiàn)象（問題）規(guī)律化[4]。提高學生自主獲取知識的能力，拓展思維，使學生能在課堂授課時間以外，通過自學獲得更多有關工程地質的知識，為日后的拓展學習奠定基礎，增強創(chuàng)新意識，提升創(chuàng)新能力。

（2）重視學生對實物標本的接觸觀摩鑒定，實施全開放實驗。為學生認識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創(chuàng)造條件，實施全開放實驗。也就是在相應的內(nèi)容講授及實物標本鑒定演示后，把多套常見礦物巖石標本分組留給學生長時間保管。如圖3所示，學生在宿舍利用課余時間做常見礦物巖石鑒定實驗，學生在做鑒定實驗時允許其刻劃、敲打標本，讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定實物標本，并相互交流討論鑒定體會，反復識記常見造巖礦物及巖石的主要特征。填補部分院校沒有地質基礎實驗室的缺陷，可以收到在實驗室實驗異曲同工的效果。在實際工作中常見的礦物主要有石英、長石、云母、方解石等，常見的巖石主要有花崗巖、閃長巖、玄武巖、礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰?guī)r、片麻巖、千枚巖等，這些礦物巖石標本比較容易采集?？衫靡巴鈱嵙暣罅坎杉@些常見的礦物巖石標本，或到地質勘察及地質礦產(chǎn)生產(chǎn)單位收集這些標本，個別難采集的標本應投入資金購買。正由于這些標本容易采集，可當作易耗品借給學生保管，課程結束后才回收標本，提高實驗標本的利用率。

圖3 學生利用課余時間鑒定礦物巖石標本

（3）重視地質理論與工程實踐的密切聯(lián)系。 地質是工程地質，不能脫離工程建設而單純講授地質理論。如講授三大類巖石時，應結合工程實例分析其工程性質，介紹其作為建筑材料、地基、邊坡與周圍環(huán)境的工程性質。在講授地下水對工程建設的影響、常見不良地質作用及其防治、不同工程類型常見工程地質問題等內(nèi)容時，緊密結合較典型的實際工程案例講授。如茂名市某單位辦公樓建筑基礎工程案例，建筑物設計有一層地下室，設計采用天然地基箱型基礎，由于設計人員對地下水設防水位不重視，沒有抗浮設計，在樓房建到地面時回填了基坑邊坡，平整了室外地面。當建到第二層時，一場暴雨使整棟建筑物上浮，升高了38 cm，造成工程事故。通過具體工程案例，與學生共同分析、討論，找出工程事故的工程地質原因，提出有關工程地質問題的防治措施，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，及分析問題、解決問題的能力。

（4）充分利用多媒體技術教學。 多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量，而更主要的是增強教學直觀性，提高教學質量。如將各種地質現(xiàn)象、工程地質問題、不良地質作用及其防治措施，特別是由于地質原因造成的工程事故及處理措施，以圖片的形式給學生演示，輔助教學。把地質構造、地層接觸關系等地質演化形成過程制作成動畫，使學生更容易理解并增強記憶。如背斜、向斜構造的形成過程及在地面出露的巖層新老關系特征，以動畫展示各階段的過程：地殼下降的同時沉積一套從下至上、由老到新的地層層序→地層受水平運動擠壓形成背斜、向斜褶皺構造→顯示背斜核部為老巖層，兩翼為新巖層，向斜核部為新巖層，兩翼為老巖層→地殼上升的同時背斜、向斜上部地層被風化剝蝕削平或背斜成谷向斜成山→從地表面顯示中間為老巖層，兩側新巖層對稱重復出現(xiàn)的為背斜；中間為新巖層，兩側老巖層對稱重復出現(xiàn)的為向斜。利用錄像設備將野外地質實習、巖土工程勘察施工（包括各種測試、鉆探等）制作成電視錄像片，在講授相應的內(nèi)容時播放，或放在網(wǎng)絡教學平臺，讓學生隨時下載觀看。增強感性認識，為實踐實習打好基礎，也可以節(jié)省實踐實習時間，或代替部分實踐實習，填補部分院校沒有開設實踐實習教學的不足。生動、形象、直觀的教學使學生更容易理解。

四、結語

工程地質學是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎課，是一門學時不多、內(nèi)容豐富、教學難度較大、富有挑戰(zhàn)性的課程。要培養(yǎng)基礎理論知識充實，具有較強的實踐能力和創(chuàng)新精神，綜合素質高的優(yōu)秀土木工程師，學校必須要加大對專業(yè)建設的投入：完善基礎地質實驗室并定期補充足夠數(shù)量的實驗標本，建立野外地質實習基地，確保相應的實踐實習，包括工程地質勘察實習。任課教師更要加強學習，不斷總結、改革教學方法，更新工程地質新技術、新方法，收集積累工程實踐案例，從工程建設實際出發(fā)培養(yǎng)具有綜合素質的高級工程技術人才。

參考文獻：

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[2]李斌，馮柯.土木工程地質學課程教學改革研究[J].山西建筑， 2011，37（3）：233-234.

[3]張俊林.在本科畢業(yè)設計中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的改革與實踐[J].重慶科技學院學報：社會科學版，2008（1）：20-21.

[4]曹麗文.工程地質學思維方法培養(yǎng)的教學研究[J].中國地質教育，2002（4）： 54-57.

Teaching reform on engineering geology

WANG Yanqiang

（School of Civil Engineering， Guangdong University of Petrochemical Technology， Maoming 525000， P. R. China）

Abstract： Engineering geology has an important discipline status in civil engineering specialty. The main existing problems in engineering geology courses were studied and feasible and specific reform measures on course construction and teaching methods were put forward consequently. It aims to help students to integrate theories with practice and analyze and solve problems， to cultivate students’ creativity and engineering consciousness， and to foster high-level technical talents with comprehensive qualities.

Keywords： engineering geology； civil engineering specialty； teaching reform

（編輯 周 沫）